Question

5．為測(cè)量一電阻R_x的阻值，某物理興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的測(cè)量電路，其中電源的電動(dòng)勢(shì)為E=3.0V，電壓表的量程為0～5V，電流表滿偏電流為0.6A，電流計(jì)G為理想電流表，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①按圖示的電路原理圖連接好實(shí)驗(yàn)電路，分別將滑動(dòng)變阻器R₀的滑片置于圖中的A端、滑動(dòng)變阻器R₃的滑片置于Q端，閉合電鍵S．
②將變阻器R₀的滑片緩慢向上移動(dòng)，同時(shí)注意靈敏電流計(jì)G的讀數(shù)，當(dāng)靈敏電流計(jì)的示數(shù)接近滿偏時(shí)，立即停止移動(dòng)滑動(dòng)變阻器R₀的滑片，然后再將滑動(dòng)變阻器R₃的滑片緩慢向上移動(dòng)直到靈敏電流計(jì)的示數(shù)為零為止，分別記下此時(shí)電流表和電壓表的示數(shù)．
③重復(fù)步驟②多次，記錄下每次實(shí)驗(yàn)中電壓表和電流表的讀數(shù)．
各次實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：

次數(shù) 項(xiàng)目	1	2	3	4	5	6
U/V	0.50	0.85	1.40	1.80	2.20	2.62
I/A	0.12	0.20	0.28	0.42	0.50	0.58

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）利用上表的測(cè)量數(shù)據(jù)，直接計(jì)算出被測(cè)電阻的電阻值R_x=4.43Ω（保留兩位小數(shù)）；
（2）該組的另一名同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)也可利用圖象法來(lái)求被測(cè)電阻的阻值，于是他根據(jù)表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在如圖所示的坐標(biāo)中標(biāo)明各點(diǎn)．現(xiàn)請(qǐng)你根據(jù)畫出的數(shù)據(jù)點(diǎn)，在圖2中作出U-I圖象，并根據(jù)你所作的U-I圖象求得該電阻的阻值R_x=4.33Ω（結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位）；
（3）由以上兩種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，你認(rèn)為哪種方法更有利于處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)出你的理由圖象法更好，可以消除偏離比較大的數(shù)據(jù)帶來(lái)的偶然誤差；
（4）一般來(lái)說(shuō)，用伏安法測(cè)電阻時(shí)，由于實(shí)際電表的內(nèi)阻會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響，但該同學(xué)采用本實(shí)驗(yàn)電路測(cè)量電阻，則可以不考慮表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響，其原因是當(dāng)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差為零，即伏特表示數(shù)即為R_x兩端電壓，流經(jīng)安培表的電流即為流過(guò)R_x的電流．．

Answer 1

分析 原理為：當(dāng)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差為零，即伏特表示數(shù)即為R_x兩端電壓，流經(jīng)安培表的電流即為流過(guò)R_x的電流，則R=$\frac{U}{I}$，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理可由求平均值法和作圖法．

解答 解：（1）電阻值為R=$\frac{U}{I}$，由各數(shù)據(jù)求得平均值為：
R=$\frac{\frac{0.50}{0.12}+\frac{0.85}{0.20}+\frac{1.40}{0.28}+\frac{1.80}{0.42}+\frac{2.20}{0.50}+\frac{2.62}{0.58}}{6}$=4.43Ω
（2）圖象如圖所示：

則有：R=K=$\frac{1.80-0.50}{0.42-0.12}$=$\frac{1.30}{0.30}$=4.33Ω
（3）圖象法更好，可以消除偏離比較大的數(shù)據(jù)帶來(lái)的偶然誤差
（4）當(dāng)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差為零，即伏特表示數(shù)即為R_x兩端電壓，流經(jīng)安培表的電流即為流過(guò)R_x的電流
故答案為：（1）4.43
（2）4.33
（3）圖象法更好，可以消除偏離比較大的數(shù)據(jù)帶來(lái)的偶然誤差
（4）當(dāng)靈敏電流計(jì)示數(shù)為零時(shí)，ab兩點(diǎn)電勢(shì)差為零，即伏特表示數(shù)即為R_x兩端電壓，流經(jīng)安培表的電流即為流過(guò)R_x的電流．

點(diǎn)評(píng) 考查實(shí)驗(yàn)原理的研究，明確電壓與電流的值為真實(shí)值的條件，對(duì)于數(shù)據(jù)的處理圖象法要比計(jì)算平均值的準(zhǔn)確性高．